MÉTODOS DE EVAPOTRANSPIRACIÓN

La evapotranspiración es la combinación de la evaporación desde la superficie de suelo y la transpiración de la vegetación. Los mismos factores que dominan la evaporación desde una superficie de agua abierta también dominan la evapotranspiración, los cuales son: el suministro de energía y el transporte de vapor.

Factores que influyen en la Evapotranspiración:

La evaporación depende del poder evaporante de la atmósfera, que a su vez depende de los siguientes factores: Radiación solar, temperatura, humedad, presión atmosférica.

Métodos para estimar la evapotranspiración potencial

Los más comúnmente aplicados son los siguientes:

- Método del Lisímetro

- Método del tanque evaporímetro

- Métodos empíricos

1.1. Método de Lisímetro

Consiste en un recipiente enterrado y cerrado lateralmente, de modo que el agua drenada por gravedad (la que hubiera infiltrado hasta el acuífero), es captada por un drenaje. En su construcción debe tenerse cuidado de restituir el suelo que se excavo en unas condiciones lo más similares posibles a las que se encontraba. Próximo a él debe existir un pluviómetro.

La Eto se despeja de la siguiente ecuación de balance hídrico en el lisímetro.

Precipitación = Eto + Infiltración + Δ almacenamiento

Para calcular Δ almacenamiento, normalmente se mide la humedad del suelo y a partir de ahí, se calcula una lámina de agua equivalente expresada en mm.

1.2. Método de tanque evaporímetro

Este método consiste en encontrar una relación entre la tasa de evapotranspiración producida en un lisímetro y la tasa de evaporación producida en un tanque de evaporación clase A, en base al cual se determina un coeficiente empírico con el que se puede efectuar luego las lecturas de evaporación y obtener indirectamente la evapotranspiración potencial para condiciones ambientales específicas, permite estimar los efectos integrados del clima (Radiación, temperatura, viento y humedad relativa), en función de la evaporación registrada de una superficie de agua libre de dimensiones estandar.

Eto = Ktanque * E (5)

Eto : Evapotranspiración potencial (mm/día)

Ktanque : Coeficiente empírico de tanque

E : evaporación libre de tanque clase A (mm/día)

Existe una metodología alternativa propuesta por FAO para determinar la evapotranspiración potencial a partir de registros de evaporación de tanque clase A.

Las características físicas del tanque clase A son:

- Diámetro externo = 120.5 cm.

- Altura = 25.4 cm - Base a 5.0 cm del suelo

- Estar rodeado de pasto corto en un radio de 50.0 m.

- Debe ser llenado hasta 5.0 cm por debajo de su borde y evitar que el nivel baje más allá de 7.5 cm por debajo del mismo.

1.3. Métodos Empíricos

1.3.1. Método de Thorntwaite

El procedimiento de cálculo es el siguiente: a. Se calcula el ‘Indice de calor mensual’ ,i, a partir de la temperatura media mensual (°C):

b. Se calcula el ‘Indice de calor anual’, I, sumando los 12 valores de i.

c. Se calcula la Eto mensual sin corregir mediante la siguiente ecuación:

Donde a = 675 * 10^-9* I3 – 771 * 10^-7 *I2 + 1792 * 10^-5 *I + 0.49239

d. Corrección para el N° de días del mes y N° de horas de sol.

El método de Thornthwaite reporta resultados más o menos aceptables en regiones húmedas, dando valores demasiado bajos en regiones secas, agravándose aún más en regiones desérticas.

1.3.2. Método de Blaney-Criddle (Modificado por FAO)

Esta fórmula toma en cuenta la temperatura media del periodo considerado y las horas de luz de día, expresadas como un porcentaje del total anual de horas luz. (Ver Tabla 2.10 A y B), es más adecuada para zonas áridas y semi áridas y para periodos que no sean inferiores a un mes.

Según la modificación hecha por FAO, primero se calcula el factor de uso consuntivo de Blaney-Criddle en mm/día:

f = p * [ 0.46 * Tm + 8.13 ]

Donde : 

p : Porcentaje de horas de luz diaria.

Tm : Temperatura media diaria en °C.

Posteriormente se utiliza la siguiente ecuación de regresión lineal:

Eto (mm/día) = a + b * f

Donde : a y b son los coeficientes de regresión lineal entre Eto y f

Para aplicar este método es necesario obtener los siguientes datos (por medición o estimación) de la velocidad del viento diurno (durante las horas de luz únicamente), la humedad relativa mínima (HRmín), el número de horas de isolación real (n) y el máximo posible de horas de insolación (N)

No se recomienda para regiones elevadas (donde las temperaturas mínimas diarias son bajas), ni para las regiones ecuatoriales (en las cuales la variación diaria de la temperatura es reducida).

1.3.3. Método de Hargreaves

La siguiente fórmula fue desarrollada por Hargreaves (Hargreaves G.L, Hargreaves G.H & Riley J.P, 1985) y (Hargreaves G.H. & Samani Z.A, 1991), a base de mediciones realizadas en lisímetros (Universidad de California).

Eto = 0.0023 * Ra * (Tm + 17.8) * TD

Donde :

Eto : Evapotranspiración del cultivo de referencia (mm/día)

Ra : Radiación extraterrestre (mm/día) (Tabla 2.24 A y B)

Tm : Temperatura media diaria en °C.

TD : Diferencia de temperatura promedio diaria en el periodo considerado (°C).

TD = Temperatura máxima media (°C) – Temperatura mínima media (°C)

Finalmente, la Evapotranspiración para el cultivo dado se calculará mediante la ecuación:

Eto = Eto * Kc

Donde Kc: Coeficiente del cultivo de Hargreaves (Tabla 2.25).

1.3.4. Método de Turc

La ecuación es:

Dónde:

P = Precipitación total anual (mm/año)

L = 300 + 25T + 0.05T3

T = Temperatura media anual (°C)

1.4. Método semi-empírico

1.4.1. Método de Penman (FAO)

La ecuación de Penman, modificada por la FAO, estima el uso consuntivo del cultivo de referencia (pasto o grama) y predice la Eto, no solamente en las regiones frías y humedad, sino también, en las zonas calientes y áridas.

En dichas zonas áridas, los factores aerodinámicos o advectivos (la humedad y el viento) predomina sobre el término energético (la radiación). El método de Penman distingue entre la influencia del viento durante las horas del día Udía y la del viento durante las horas de la noche Unoche, toma en consideración a la humedad relativa y a la radiación solar. Por lo tanto el método de Penman (modificado por la FAO) incluye un factor de ajuste 'c' , basado en la humedad relativa máxima, la radiación solar y la relación entre la velocidad del viento durante las horas del día y de la noche.

La ecuación general del Método de Penman es la siguiente:

Eto = c[ w.(Rn) + (1− w).* f (u).(ea – e)] ]

Donde:

Eto : Evapotranspiración potencial del cultivo de referencia (mm/día)

c : Factor de Ajuste de Penman

w : Factor de ponderación de Penman (Tabla 2.18)

Rn : Radiación neta total (mm/día)

f(u) : Función del viento

ea : Presión del vapor del agua a saturación (mbar)

Rns : Radiación neta onda corta (mm/día)

Rnl : Radiación neta onda larga (mm/día)

1.5. Bibliografía:

- Dr. Eduardo A. Chávarri Velarde(2004). Hidrología Aplicada, Universidad Nacional Agraria La Molina, Facultad de Ingeniería Agrícola, Departamento de Recursos de Agua y Tierra.

- Aparicio, F.J. (1997).- Fundamentos de Hidrología de Superficie. Limusa, 303 pp. Martín, M. (1983).- Componentes primarios de Ciclo Hidrológico. En: Hidrología Subterránea, (E. Custodio & M.R. Llamas, eds.). Omega: 281-350.

-“Evapotranspiración de referencia estimada con Fao-Penman-Monteith, Priestley-Taylor,
Hargreaves y RNA*”, departamento de Irrigación- Universidad Autónoma Chapingo.
Carretera México-Texcoco, km 38.5, Chapingo, Estado de México, C. P. 56230.
(ssantiagor@hotmail.com), (rcervanteso@colpos.mx). §Autor para correspondencia:
arteagar@correo.chapingo.mx.